本发明涉及一种行星轮系结构，特别涉及一种具有高阻尼柔性支承架的行星轮系及该支承架的设计方法。
背景技术：
：行星轮系主要由太阳轮、太阳轮输入轴、内齿圈、行星轮和行星架等几部分组成。整个行星轮系的均载性能，即每个行星轮所承受载荷的均匀性是行星齿轮传动系统中比较突出的问题，由于其与输出最大动力、振动和噪声有直接的关联，故是评价行星齿轮传动系统性能的重要指标之一，该问题至今都没有能得到很好的解决。目前提高行星轮系的均载性能的主要手段包括如下几个方面：(1)提高内齿圈的柔度；(2)提高行星架的柔度；(3)太阳轮和太阳轮输入轴的浮动结构。目前在实际应用中，太阳轮和太阳轮输入轴的浮动结构得以应用，而提高齿圈和行星架的柔度还基本处于理论阶段，没有得到实际应用。技术实现要素：本发明的目的是：在组合内齿圈满足强度、刚度和疲劳等条件下，显著提高行星轮系的均载特性，从而提高系统的输出动力，降低振动和噪声。本发明的技术方案如下：本发明提供一种基于高阻尼柔性支承架的行星轮系，包括太阳轮总成、高阻尼柔性支承架、内齿圈、行星轮、行星架总成，所述太阳轮总成包括太阳轮输入轴和固定于太阳轮输入轴上的太阳轮，所述行星轮设置于太阳轮和内齿圈之间，并分别与太阳轮和内齿圈啮合，所述内齿圈套设于高阻尼柔性支承架中，所述行星架总成上安装有支撑销，所述行星轮通过行星轮轴承安装于支撑销上。进一步，所述内齿圈通过过盈配合或螺纹连接或者固定销连接的方式与高阻尼柔性支承架安装在一起。进一步，所述行星轮至少设置3个。本发明还提供一种基于高阻尼柔性支承架的行星轮系中的支承架的设计方法，包括如下步骤：步骤1：获得行星轮系的系统设计参数，包括输入功率、传动比，行星轮/太阳轮/内齿圈的齿数z1、z2、z3和模数m的参数；步骤2：将内齿圈的齿根到外圈的厚度p1、外径p2、高度p3、支撑架的壁厚p4作为设计可变参数；步骤3：根据初始p1、p2、p3和p4的初始值设计出内齿圈的总成；步骤4：将初步设计出的内齿圈进行静刚度计算和模态分析，获得所需参数；步骤5：变动参数p1、p2、p3和p4，通过循环计算，获得内齿圈总成在参数可变范围内，内齿圈的支撑刚度kx和阻尼比cr的乘积最大值max(k1)下的p1、p2、p3和p4的参数域[pa]，扭转刚度kt和阻尼比cr的乘积最大值max(k2)下的p1、p2、p3和p4的参数域[pb]；步骤6：校验该组参数下的内齿圈及其阻尼支撑架的强度、寿命是否满足设计要求，如果满足，则完成基于高阻尼内齿圈总成的设计；如果不满足，调整p1、p2、p3和p4的参数范围，重新计算获得其最优值。进一步，步骤4中，所述参数包括扭转刚度kt、支撑刚度inkx、固有频率f、模态阻尼比cr，其中，式中，f为施加在内齿圈上在一个方向上的力，dx为位移量，t为施加在内齿圈上的扭矩，dd为内齿圈的角度位移。进一步，所述步骤5中，取[pa]和[pb]参数域的交集，选择在该参数域内选择合适的p1、p2、p3和p4；表示如下：本发明的有益效果如下：(1)提高内齿圈的柔度，从而提高行星轮系系统的均载性能，提高系统最高输出动力；(2)降低行星轮系的振动和噪声，提高疲劳寿命。附图说明图1是行星轮系总成结构示意图。图2是行星轮系总成分解图。图3是内齿圈总成结构示意图。图4是内齿圈分解图。图5是高阻尼柔性内齿圈总成的剖面图。图6是高阻尼柔性内齿圈总成的局部视图。图7是高阻尼行星架弹性支撑销的设计流程图。图中：1-太阳轮总成、2-高阻尼柔性支承架、3-内齿圈、4-行星轮、5-行星轮轴承、6-行星架总成具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明基于高阻尼柔性支承架的行星轮系的结构如图1和图2所示，其中，内齿圈总成的结构如图3和图4所示，高阻尼柔性内齿圈总成的结构如图5和图6所示。行星轮系的结构包括太阳轮总成1、高阻尼柔性支撑架2、内齿圈3、行星轮4、行星轮轴承5和行星架总成6。太阳轮总成1包括太阳轮输入轴和固定于太阳轮输入轴上的太阳轮，行星轮4设置于太阳轮和内齿圈3之间，并分别与太阳轮和内齿圈3啮合。内齿圈3套设于高阻尼柔性支承架2中，行星架总成6上安装有支撑销。行星轮4通过行星轮轴承5安装于支撑销6上。内齿圈总成包括内齿圈3和高阻尼合金支撑架2，内齿圈3通过过盈配合、螺纹连接或者固定销连接的方式与支撑架2安装在一起。高阻尼合金内齿圈支撑架兼具低碳钢的强度，又具有高阻尼性能，其对数衰减率最高可达到0.63，其基本物理性能如下：杨氏模量70gpa(＜70k)热传导率10w/mk(300k)比热512.7j/kgk(300k)热膨胀率22.4*10－6/deg(300k)密度7250kg/m3常温下的机械性能：热处理屈服强度(mpa)抗拉强度(mpa)延展率％退火21550035化学成分主要包括(单位％)：mncunife70.622.35.12.0利用该阻尼合金设计出的内齿圈支撑架可以在不牺牲强度、刚度和疲劳寿命的情况下，显著提高系统的阻尼性能，从而使得其均载性能得到显著提高，系统的振动和噪声等级也可得到显著降低。本发明中高阻尼柔性支承架的设计方法如图7所示，高阻尼合内齿圈支撑架的内径p2、高度p3、壁厚p4等参数需要根据太阳轮的输入扭矩、行星轮系的传动比、行星轮的个数和具体参数来确定，将其设定为可变参数，通过对内齿圈总成进行模态分析和锤击试验来使系统能够获得最大的阻尼比，具体设计方法如下：(1)获得行星轮系的系统设计参数，包括输入功率、传动比，行星轮/太阳轮/内齿圈的齿数z1、z2、z3和模数m等参数；(2)将内齿圈的齿根到外圈的厚度p1、外径p2、高度p3、支撑架的壁厚p4作为设计可变参数；(3)根据初始p1、p2、p3和p4的初始值设计出内齿圈的总成；(4)将初步设计出的内齿圈进行静刚度计算和模态分析，获得其扭转刚度kt、支撑刚度inkx、固有频率f、模态阻尼比cr等参数；式中，f为施加在内齿圈上在一个方向上的力，dx为位移量，t为施加在内齿圈上的扭矩，dd为内齿圈的角度位移。(5)变动参数p1、p2、p3和p4，通过循环计算，获得内齿圈总成在参数可变范围内，内齿圈的支撑刚度kx和阻尼比cr的乘积最大值max(k1)下的p1、p2、p3和p4的参数域[pa]，扭转刚度kt和阻尼比cr的乘积最大值max(k2)下的p1、p2、p3和p4的参数域[pb]，取[pa]和[pb]参数域的交集，选择在该参数域内选择合适的p1、p2、p3和p4；用公式表示如下：[pa]＝max[k1]＝max[cr][kx][pb]＝max[k2]＝max[cr][kt]p1∈(a1.......b1),p2∈(a2.......b2),p3∈(a3.......b3),p4∈(a4.......b4)(6)校验该组参数下的内齿圈及其阻尼支撑架的强度、寿命是否满足设计要求，如果满足，则完成基于高阻尼内齿圈总成的设计。如果不满足，调整p1、p2、p3和p4的参数范围，重新计算获得其最优值。综上所述，本发明提出利用在内齿圈外部装配高阻尼合金支撑架的结构设计方式，实现提高内齿圈的柔度和阻尼比，从而可以提高系统的均载性能从而实现提高系统最高输出动力、降低振动和噪声的目的。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12